目前，多层民用钢结构在国外一些欧美国家应用较为广泛，但在我国多层民用钢结构领域的应用还处在初级阶段，现行钢结构设计方法还比较烦琐，其优化设计研究还不深入，相应的示范工程也很少。另一方面，多层民用钢结构在我国作为一个新的产业，人们普遍认为其造价偏高，这就使得其推广受到限制。针对这种情况，本文对多层钢框架结构优化设计展开研究，以促进钢结构住宅的普及和推广。 本文概述了多层钢框架结构的国内外发展概况，分析了钢框架结构设计现状，阐明进行钢框架结构优化设计研究的意义，阐述了钢结构设计理论，介绍了一些传统的优化算法和离散变量优化方法。文中主要应用的离散变量优化设计方法是相对差商法、圆整法及(0，1)规划法，其中圆整法中采用的连续变量优化设计方法为复形法， (0，1)规划法是对圆整法的补充，解决了圆整法究竟是上靠还是下靠的难题，并编制了相应的优化设计程序。结合实际工程，以用钢量最低为优化目标，分别采用相对差商法和圆整法对多层钢框架结构梁柱截面尺寸进行优化分析，得到钢框架结构优化设计成果，并对优化设计结果对比分析，得到一些有益结论。优化结果表明，优化后的钢框架结构符合结构设计原理，对工程设计有一定的参考价值，并且以此可推广到其它结构形式，可对其它类型结构优化起到借鉴作用。